Neopikseļu nakts gaisma: 14 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sekojiet vairāk autoram:

Pēc dažām nedēļām es organizēju dažus elektronikas seminārus, kuru centrā ir lēts, bet noderīgs reālās pasaules projekts. Mēģinot izdomāt, ko darīt, es vēlējos, lai tajā būtu iekļauts mikrokontrolleris, NeoPixel gaismas diodes (jo tās ir satriecošas), tās būtu attālināti vadāmas un būtu pieejamas dažādas veidošanas iespējas. Tam arī bija jābūt pilnībā simulējamam Tinkercad. Šis ir projekts, kas attīstījās.

Tas iesaiņo dažas patiešām lieliskas funkcijas nelielā ierīcē, ir pielāgojams un ir diezgan vienkārši veidojams.

Detaļu saraksts:

• Iespiesta shēmas plate (OSHPARK)
• NeoPixel gredzens 12 (Adafruit)
• ATtiny85 mikrokontrolleris (DigiKey)
• 22 gabarītu viendzīslu vads (DigiKey, Amazon, Radio Shack utt.)
• (pēc izvēles) Infrasarkanais uztvērējs (DigiKey)
• (pēc izvēles, bet ļoti ieteicams) 1μF elektrolītiskais kondensators (DigiKey)
• (pēc izvēles) Spiedpoga (Jameco)
• (pēc izvēles) 2 x vīriešu 3 kontaktu galvene (DigiKey)
• (pēc izvēles) 2 x šunta džemperis (DigiKey)
• (pēc izvēles) 8 kontaktu DIP ligzda (DigiKey)
• (pēc izvēles) 4 kontaktu taisnleņķa galvene (DigiKey)
• (pēc izvēles) IR tālvadības pults (Amazon)
• Gorilla Tape (Amazon)
• USB sienas barošanas avots (Amazon)

Rīku saraksts:

• Lodāmurs un lodētava
• Stiepļu griezējs
• Stiepļu noņēmējs
• Knaibles
• Šķēres

1. darbība: projektēšana un simulācija

Kā jau minēju iepriekš, es vēlējos šim projektam izmantot bezmaksas Tinkercad. Es nolēmu pilnībā noformēt un pārbaudīt to tur, pirms jebkad pieskaras īstai elektronikai. Tas ļāva man pārliecināties, ka viss (ieskaitot ATtiny85 programmaparatūru) darbosies. Šeit ir virtuālā shēma. Lai to izmēģinātu, varat nospiest zemāk esošo pogu “Sākt simulāciju”.

2. darbība. Nepieciešamās daļas

Šis projekts ir izstrādāts, lai nodrošinātu elastību tā veidošanā. Tātad, atkarībā no tā, ko vēlaties ar to darīt, jums var nebūt vajadzīgas visas detaļas. Ir trīs daļas (un stieple), kas ir absolūti nepieciešamas. Tikai ar šiem ir iespējams izveidot kaut ko funkcionālu.

Neopikselu gredzens 12 - gredzenam ir divpadsmit NeoPikseļi, kurus var individuāli kontrolēt, lai tie būtu gandrīz jebkuras krāsas.

ATtiny85 - tas ir mikrokontrolleris (niecīgs dators), kas liek NeoPixels dejot, un saskarnes ar vairākām papildu sastāvdaļām (infrasarkano uztvērēju, spiedpogu utt.).

Iespiesta shēmas plate - iespiedshēmas plate (PCB) nodrošina visus elektriskos savienojumus starp izmantotajām detaļām un ir ierīces cietais mugurkauls. Šajā lapā ir saspiests Gerber fails, kas tiek nosūtīts PCB ražotājam. Ir daudz plākšņu ražotāju. Šeit ir saite, lai pasūtītu dēli no OSHPARK.

22 gabarītu viendzīslu vads - vadu izmanto, lai savienotu NeoPixel gredzenu ar PCB.

3. darbība: papildu daļas

Ir vairākas papildu detaļas, kuras, iespējams, vēlēsities iekļaut. Lūk, kāpēc jūs tos varētu vēlēties.

Infrasarkanais uztvērējs - infrasarkanais uztvērējs ir viena sastāvdaļa, kas ļaus ierīci vadīt ar standarta rokas IR tālvadības pulti (domājiet par TV tālvadības pulti). Dažādu ražotāju tālvadības pults izstaro dažādus signālus, tāpēc, iespējams, būs jāmaina programmaparatūra, lai atpazītu tālvadības pulti, ja tā nav viena no tām, ko izmantoju.

1μF elektrolītiskais kondensators - kondensators darbojas kā sava veida pagaidu akumulators, kas var nodrošināt papildu jaudu, kad ierīcē pēkšņi mainās nepieciešamā elektriskā strāva (piemēram, NeoPixels pāriet no izslēgtas uz pilnu ieslēgšanu). Tas var arī izlīdzināt ierīces spriegumu, izmantojot lētu USB barošanas avotu. Ja izmantojat pienācīgu USB barošanas avotu, to var izlaist.

Spiedpoga - spiedpoga ļauj vadīt ierīci, nospiežot pogu (uzminiet?).

Vīriešu 3 kontaktu galvene (-s) un šunta džemperis (-i) - tos var ievietot vietā, nevis spiedpogu, lai varētu konfigurēt ierīci, pamatojoties uz šunta džemperu novietojumu. Vīrišķais 3 kontaktu galviņa tiek pastāvīgi savienota (pielodēta) ar dēli, un šunta džemperis ir piespiežams pie galvenes, un to var viegli noņemt un pārvietot. Ja tiek izmantota viena galvene, džemperis var izvēlēties starp diviem dažādiem režīmiem. Ja tiek izmantotas abas galvenes, ir iespējami četri režīmi.

8 kontaktu DIP ligzda - ligzda ļauj noņemt un nomainīt mikrokontrolleru (ATtiny85), lai vēlāk to varētu pārprogrammēt, ja vēlaties mainīt ierīces darbību. Ja jūs zināt, ka jums nekad nevajadzēs pārprogrammēt mikrokontrolleru, tad tas nav nepieciešams.

4 kontaktu taisnā leņķa galvene-taisnleņķa galvene tiek izmantota, ja vēlaties, lai USB savienotājs izliktos taisni no ierīces aizmugures, nevis no sāniem.

4. solis: ieprogrammējiet mikrokontrolleru

Par mikrokontrollera programmēšanu es sīkāk neiedziļināšos, jo instrukcijas ir viegli atrodamas citur (zemāk ievietoju saiti). Es izmantoju Arduino UNO plati, lai darbotos kā kontroliera programmēšanas ierīce, izmantojot šajā instrukcijā aprakstīto metodi. Tajā ir parādīta šāda kartēšana no Arduino tapām līdz ATtiny tapām programmēšanai:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1
• Arduino tapa 11 → ATtiny Pin 5
• Arduino tapa 12 → ATtiny Pin 6
• Arduino tapa 13 → ATtiny Pin 7

Nakts gaismas avota kodu var atrast šeit (https://github.com/cacklestein/led-night-light).

5. darbība: samontējiet dēli (sākotnējais solis pēc izvēles)

Daļas jāpievieno tāfelei noteiktā secībā, lai padarītu lietas vieglākas. Ja jums ir labi ar USB savienotāja stāvokli uz tāfeles, varat izlaist pārējo šo darbību un pāriet uz nākamo montāžas daļu. Tomēr, ja vēlaties, lai savienotājs izliktos uz tāfeles aizmugures, tagad ir īstais laiks pievienot pareizā leņķa galveni.

Sāciet, uzmanīgi atvienojot USB savienotāju no pārējās iespiedshēmas plates. Turiet lielāko dēļa daļu ar vienu roku un izmantojiet knaibles ar vienu malu tieši blakus mazu caurumu perforācijas līnijai, lai uzmanīgi noņemtu cilni. Novietojiet cilni malā. jums tas būs vajadzīgs vēlāk.

Novietojiet taisnleņķa galveni tāfeles aizmugurē, kā parādīts attēlā. Dēļa aizmugurē ir puse ar “123D CIRCUITS” sietspiedi (vai varbūt man jāsaka “123D CIRC”, jo jūs tikko pārtraucāt “UITS”).

Lodējiet galveni vietā, uzklājot lodējumu uz tāfeles augšējās puses.

Izmantojot labus stieples griezējus, nogrieziet galvenes vadus, kas izvirzīti no tāfeles augšējās malas pēc iespējas tuvāk plāksnei. Tas ir svarīgi, jo šie vadi saslimst kaut kur centrā, kur ATtiny85 galu galā nonāks.

6. darbība: pievienojiet mikrokontrollera ligzdu

Tagad ir pienācis laiks pielodēt vai nu 8 kontaktu DIP ligzdu-vai-ATtiny85. Es ļoti iesaku izmantot kontaktligzdu, jo tas ļauj ATtiny85 viegli noņemt un atkal piestiprināt, ja vēlāk vēlaties veikt izmaiņas programmā. Ielieciet kontaktligzdu (vai ATtiny85 ar tapu 1, kas ir vistuvāk plāksnes malai) caur atbilstošajiem 8 caurumiem tāfeles augšējā pusē. Augšējā puse ir tā, uz kuras nav uzdrukātas "123D shēmas". Apgrieziet dēli un novietojiet to uz galda vai citā darba vietā, lai turētu ligzdu vietā. Lodējiet tapas pie tāfeles. Ja iepriekšējā solī pievienojāt 4 kontaktu taisnā leņķa galveni, tad šīs tapas nedaudz traucēs. Novietojiet gludekli leņķī zem tiem.

7. solis: pievienojiet vairāk lietas

Tagad ir pienācis laiks pievienot pogu vai džempera galveni (-es), IS uztvērēju un kondensatoru.

Ja vēlaties izmantot spiedpogu, ievietojiet 4 tapas caur caurumiem zem mikrokontrollera ligzdas tāfeles augšējā pusē. Jūs pamanīsit, ka ir 6 caurumi. Neuztraucieties par to. Divi caurumi vidū netiks izmantoti. Apgrieziet dēli un lodējiet spiedpogu vietā.

Ja tā vietā vēlaties izmantot šunta džemperus, ievietojiet abus 3 kontaktu uzgaļus (īsāka tapas puse uz leju) šajos caurumos augšējā pusē. Atkal apgrieziet dēli un lodējiet tapas vietā.

Pēc tam ievietojiet infrasarkano staru uztvērēju caur 3 caurumiem tāfeles augšējā pusē. Saskaņojiet tā orientāciju ar sietspiedes kontūru. ievietojiet to līdz galam un salieciet to atpakaļ tā, lai mazā burbuļa puse būtu vērsta uz augšu no tāfeles. Apgrieziet dēli un lodējiet to vietā. Izmantojiet stiepļu griezējus, lai pēc lodēšanas noņemtu tapu lieko garumu no apakšējās puses.

Visbeidzot pievienojiet kondensatoru. Tās tapas iziet cauri atlikušajiem diviem caurumiem virs infrasarkanā uztvērēja. Balta svītra kondensatora sānos (negatīvā puse-'-') ir vērsta prom no ligzdas ATtiny85. Atkal apgrieziet dēli, pielodējiet vadus vietā un noņemiet pārpalikumu ar stiepļu griezējiem.

8. solis: pievienojiet NeoPixel gredzenu

NeoPixel gredzens ir piestiprināts, izmantojot 4 gabalus no 22 gabarīta cietvada stieples, noņemot izolāciju. Sāciet, sagriežot vismaz 4 collas garu stieples daļu. Izmantojiet stieples noņēmējus, lai noņemtu VISU izolāciju.

Izgrieziet šo vadu 4 vienādos garumos. Salieciet katru vadu "L" formā apmēram 1/4 collas no viena gala.

Tā kā tāfeles apakšējā puse ir vērsta uz augšu, ievietojiet šos vadus caurumos plāksnes 4 stūros. Izliektā daļa neļaus tiem slīdēt līdz galam. Lodējiet tos vietā un ar stieples griezējiem noņemiet saliekto pārpalikumu no apakšas.

Apgrieziet plati un uzmanīgi izvadiet vadus caur 4 NeoPixel gredzena caurumiem ar NeoPixels pavērstu prom no shēmas plates. Uzmanieties, lai NeoPixel gredzena caurumi atbilstu shēmas plates caurumiem. Caurumu nosaukumi ir uzdrukāti uz katra. Saskaņojiet PWR, GND, IN un OUT.

Nospiediet gredzenu uz leju pēc iespējas tuvāk shēmas plates. Lietas var būt nedaudz saspringtas, it īpaši ap kondensatoru un IR sensoru. Ja gredzens nenonāks līdz galam, nesvīstiet.

Turot gredzenu tik tuvu, cik tas nonāks pie shēmas plates, salieciet vadus, lai lietas turētos vietā.

Lodējiet gredzenu pie vadiem un noņemiet lieko vadu ar stiepļu griezējiem.

9. darbība: pievienojiet cilni USB savienotājs (pēc izvēles)

Ja izvēlējāties USB savienotāju izvilkt taisni no aizmugures, tagad ir pienācis laiks to pievienot iepriekš pievienotajai 4 kontaktu taisnleņķa galvenei.

Ievietojiet iepriekš noņemtās cilnes caurumus taisnleņķa galvenē tā, lai 4 vara USB kontakti būtu vērsti pret tāfeles “CIRC” pusi un cilnes “UITS” puse būtu vērsta uz “123D” pusi.

Lodējiet šo vietā.

10. solis: pievienojiet ATtiny85

Ja pielodējāt 8 kontaktu DIP ligzdu, tagad ir īstais laiks ievietot tajā ATtiny85.

Izlīdziniet ATtiny85 tā, lai stūris ar punktu būtu vistuvāk baltajam punktam uz shēmas plates. Uzmanīgi nospiediet ATtiny85 vietā, pārliecinoties, ka visas tapas atrodas tur, kur tām vajadzētu.

11. solis: sabieziniet USB savienotāju

Parasti iegūtās iespiedshēmas plates būs nedaudz plānākas, nekā tiek gaidīts no USB savienotāja. Vienkāršs risinājums tam ir sagriezt nelielu Gorilla lentes kvadrātu un pievienot to USB savienotāja aizmugurē (pusē bez USB vara kontaktiem!). Gorilla Tape ir apmēram divas reizes biezāka par parasto līmlenti, un man tā lieliski darbojās.

12. solis: izmēģiniet to

Pievienojiet jauno naktslampiņu USB sienas adapterim vai citai pieejamai USB kontaktligzdai (datorā utt.). Ja viss noritēja labi, tam vajadzētu iedegties! Ja pievienojāt papildu IR uztvērēju un jums ir tālvadības pults, kas darbojas ar programmaparatūru (piemēram, attēlos redzamā Apple TV tālvadības pults), varat mainīt displeja režīmu.

Alternatīvi, ja instalējāt pogu, varat to nospiest, lai mainītu režīmus.

Ja tā vietā esat uzstādījis šunta džempera galvenes, tad šunta džemperus var novietot, lai mainītu palaišanas displeja režīmu.

13. darbība: šunta džempera iestatījumi

Ja izvēlējāties instalēt šunta džempera galvenes, varat iestatīt palaišanas režīmu, pamatojoties uz šunta džemperu atrašanās vietu:

Kreisā pozīcija A + Labā pozīcija A: rotējošs varavīksnes režīms

Kreisā pozīcija B + labā pozīcija A: krāsu maiņas režīms

Kreisā pozīcija A + Labā pozīcija B: nejaušs dzirkstošais režīms

Kreisā pozīcija B + Labā pozīcija B Nemainīgs vienkrāsains režīms

14. darbība: tālvadības pults izmantošana

EBay atradu lētu tālvadības pulti, kas paredzēta darbam ar krāsainu LED apgaismojumu. Tas šķita dabiski piemērots. Es ierakstīju katras pogas ģenerētos kodus un iestatīju programmaparatūru atbilstoši rīkoties. Iepriekš redzamajā attēlā ir norādīts, ko dara dažādas pogas.

Ja jums nav šīs tālvadības pults, jūs varat atrast kodus, kas saistīti ar lielāko daļu citu tālvadības pulti, izmantojot tieši to pašu Arduino avota kodu, bet izmantojot faktisko Arduino, nevis ATtiny85. Programma izvada kodu, kas saistīts ar jebkuru seriālās konsoles tālvadības pults nospiešanu. Lai to izdarītu, pievienojiet infrasarkano staru uztvērēja moduli 2., 3. un 4. ciparu spraudņa ligzdai ar objektīvu pret pārējo plāksnes daļu.

Iepriekš redzamajā attēlā kods 0xFD00FF atbilst DFRobot IR tālvadības barošanas pogai. Šeit ir kods, kas darbojas Tinkercad. Lai to izmēģinātu, noklikšķiniet uz "Kods", kam seko "Sērijas monitors", kam seko "Sākt simulāciju". Šajā brīdī varat sākt nospiest virtuālās tālvadības pults pogas, lai redzētu seriālās konsoles teksta izvadi:

Ierakstiet tos katrai tālvadības pults pogai. Pēc tam varat modificēt avota kodu, lai pievienotu tālvadības pults pogu kodus.